帶鋼熱軋

帶鋼熱軋

正文

在帶鋼熱軋機上生產厚度為1.2～8mm成卷熱軋帶鋼的工藝。帶鋼寬度600mm以下稱為窄帶鋼；超過600mm的稱為寬頻鋼。第一台帶鋼熱連軋機於1905年在美國投產，生產寬 200mm的帶鋼。帶鋼熱軋機的技術經濟指標優越，發展很快。在工業已開發國家，1950年以前熱軋寬頻鋼的產量約占鋼材總產量的25％,70年代已達50％左右。熱軋帶鋼的原料是連鑄板坯或初軋板坯，厚度為130～300mm。板坯在加熱爐中加熱後,送到軋機上軋成厚1.00～25.4mm的帶鋼，並捲成鋼卷。軋制的鋼種有普通碳鋼、低合金鋼、不鏽鋼和矽鋼等。其主要用途是作冷軋帶鋼、焊管、冷彎和焊接型鋼的原料；或用於製作各種結構件、容器等。
帶鋼熱軋機由粗軋機和精軋機組成。粗軋機組分半連續式、3/4連續式和全連續式三種:①半連續式有一台破鱗（去掉氧化鐵皮）機架和 1台帶有立輥的可逆式機架；②3/4連續式則除上述機架外，還有2台串列連續布置機架；③全連續式由6～7台機架組成。精軋機組均由5～7台連續布置的機架和卷取機組成。帶鋼熱軋機按軋輥輥身長度命名,輥身長度在914mm以上的稱為寬頻鋼軋機。精軋機工作輥輥身長度為1700mm的，稱為1700mm帶鋼熱軋機，這種軋機能生產1550mm寬的帶鋼卷。
帶鋼熱軋按產品寬度和生產工藝有四種方式：寬頻鋼熱連軋、寬頻鋼可逆式熱軋、窄帶鋼熱連軋以及用行星軋機熱軋帶鋼。
寬頻鋼熱連軋 採用的熱連軋機的發展經歷了三代：
第一代寬頻鋼熱連軋機 最早的寬頻鋼熱連軋機是1926年在美國投產的。採用四輥式軋機以提高剛性，生產寬而薄的產品。精軋機組的主電機為直流電機，用電動機－發電機組供電。這代軋機所用板坯厚150～200mm，寬1200～1550mm,長2.5～5m。從粗軋機出來的軋件厚度一般為20～30mm,精軋機最高速度為每秒鐘8～10米。最大卷重小於10噸，單位寬度卷重約8kg/mm。年生產能力約60～200萬噸。1959年中國鞍山鋼鐵公司投產的1700mm半連續式軋機就屬於這一類型。
第二代寬頻鋼熱連軋機 1961年在美國投產，其特點是在軋機上採用增速軋制工藝。當帶鋼從精軋機出來，前端餵入卷取機後,精軋機、輥道和卷取機同時加速,使精軋機速度提高到每秒鐘15～20m,單位寬度卷重達18～20kg/mm，卷重達30噸，年生產能力達400萬噸。在這類軋機上採用了自動厚度控制，測厚和測寬儀表，完善的除鐵鱗和帶鋼冷卻控制系統，良好的速度控制系統和微張力活套裝置。同時加大了軋機剛性和主電機功率，增設了快速換輥裝置，並開始採用計算機控制系統，提高了表面質量和厚度的精度。
第三代寬頻鋼熱連軋機 隨著第二代軋機技術的成熟和套用，結合連鑄機和步進式加熱爐的發展，1970～1978年發展出第三代軋機。配合這類軋機的加熱爐能加熱重達45噸,長達15m的板坯。並可減少加熱時產生的黑印，減少板坯表面劃傷，每座爐子的加熱能力達 300噸。單位寬度卷重達36kg/mm，最高軋制速度達每秒鐘28.5m。年生產能力達600萬噸。第三代軋機有下列特點:①減少粗軋機組的長度，節省設備和廠房投資,多數採用3/4連續式軋機。精軋機列由7個機架組成,進入精軋機列的軋件厚度為30～50mm。②軋製成品尺寸範圍為 0.8～25mm，但其經濟合理性尚需從全局考慮。③用液壓彎輥裝置控制板形並用帶鋼層流冷卻以提高鋼板質量。並試安裝板形檢測儀閉環控制板形。④採用計算機管理和控制全車間(從板坯庫到成品庫)的生產過程。⑤在降低能耗、提高作業率、改進產品質量、提高成材率等方面取得成就，如帶鋼的寬度公差達到±1mm，厚度公差達到0.05mm,廢品率降到0.02％，氧化鐵鱗損失降為 0.7％，切頭量為0.05～0.1％，成材率達到99％。改進軋輥材質,採用軋制潤滑油，延長了軋輥壽命；並裝設快速換輥裝置，使總換輥時間由總操作時間的10～15％減少到4％,有些車間的軋機作業率提高到90％。
三代軋機的比較 主要性能見表1。

帶鋼熱軋

寬頻鋼熱連軋機的發展 到1978年，全世界共建設寬頻鋼熱連軋機148台，中國有3台,見表2。

帶鋼熱軋

寬頻鋼熱連軋機在機列布置上的發展情況見圖1。單位寬度卷重和最大卷重的增長情況見圖2。中國於1978年在武漢鋼鐵公司，1979年在本溪鋼鐵公司各建造一台1700mm的3／4連續式寬頻鋼熱軋機。武鋼軋機的單位寬度卷重為19.6kg／mm，最大卷重為30噸。精軋最高軋制速度為每秒鐘23.26m,年生產能力為300萬噸。成品厚度為 1.2～12.7mm，裝備接近於第三代水平。（見彩圖）

帶鋼熱軋

帶鋼熱軋

帶鋼熱軋

第三代寬頻鋼熱連軋機生產能力很大，但設備複雜，需裝電機的容量大,投資龐大,開工後只能在滿負荷穩定生產的條件下才能逐步收回投資。關於單位寬度卷重與增加軋機產量的關係,一般認為不一定追求36kg/mm；因為在達到28kg/mm時,增加單位寬度卷重，對提高軋機小時產量的效果就不顯著了；提高軋機速度對提高產量的效果也不明顯。因此，80年代的趨向可能不是建設新的第三代軋機，而可能是加強現有設備的管理和進行技術改造，提高產量、質量、成材率、產品尺寸精度和表面質量，以及降低成本。為防止軋件尾端溫降，在一些軋機上採用中間輥道上加保溫罩或在精軋機前安裝熱卷取箱。即使新建軋機，也可不追求過高的指標，而是根據具體情況來選擇適當的機型。日本1979年投產的2400mm寬頻鋼熱連軋機是3／4連續式軋機，它的單位寬度卷重為20kg／mm，最大卷重為36噸，最高軋制速度為每秒鐘19.15m，就代表了這種新的動向。80年代初，日本新建的寬頻鋼熱連軋機，已在精軋機組中採用有利改善板形的六輥軋機，並局部採用無活套方式；此外由於大量使用連鑄板坯，發展了連鑄機與帶鋼軋機相鄰的布局，實現相當比例的板坯熱裝爐和直接軋制等。
寬頻鋼可逆式熱軋 通常使用爐卷軋機。這種軋機在某些國家按它的發明者施特克爾 (A.P.Steckel)命名，稱為施特克爾軋機。機組由一台或兩台粗軋機和一台可逆式精軋機組成。精軋機是前後設有爐內卷取機的四輥可逆式軋機。從粗軋機出來的軋件切除頭尾後，送入精軋機架軋制，然後進入軋機後的保溫爐內成卷，以減少軋件降溫。進行第二道精軋時,將精軋機逆轉,軋件通過軋機後進入軋機前的保溫爐內卷取機。這樣反覆經過3～5道工序,軋成成品。爐卷軋機的年生產能力為40～50萬噸,適於軋制批量不高而品種多的不鏽鋼、矽鋼和其他各種合金鋼帶。1979年全世界共有這種軋機23台,中國在台灣省高雄和山西省太原各有一台。太原鋼鐵公司1700mm爐卷軋機見圖3。

帶鋼熱軋

窄帶鋼熱連軋 軋制寬度小於 600mm的帶鋼卷（以前主要用作焊管坯料），通常寬度為170～500mm，厚度為1～8mm，長度約500m，單位寬度卷重為6kg/mm。軋機的組成與熱軋寬頻鋼軋機相似。有的在精軋機組中設定2～3對立輥軋邊。窄帶鋼的用途在逐漸擴大，有些特殊鋼品種如高碳鋼、合金鋼、高強度鋼、不鏽鋼和工具鋼的帶鋼先熱軋出窄帶，再冷軋成成品。對熱軋窄帶鋼的表面質量和尺寸精度的要求日益提高，軋制過程中要注意清除氧化鐵皮，控制寬度和厚度公差。有些窄帶鋼是用熱軋寬頻經縱剪機組剪裁而成的。一台窄帶鋼軋機的年生產能力為10～80萬噸。中國上海第十鋼鐵廠連軋機生產的產品為2.5～5.0×100～250(mm)，年產量達23萬噸。
行星式軋機熱軋帶鋼 1948年由森吉米爾(T.Send-zimir)設計成的，實際上只有少量用於生產熱軋窄帶鋼，由於維修工作繁重，產品質量差，未能推廣（見行星軋機）。

帶鋼熱軋產品

可供牌號、供貨標準及用途
標準及牌號
國家標準
相當國外標準
作用與用途
材料類別
執行標準
牌號
標準號
牌號
適應於製造冷成型加工的零件
低碳鋼卷板
Q/BQB302
SPHC
JISG3131
SPHC
SPHD
SPHD
SPHE
SPHE
SAE1006/SAE1008
SAE1006/SAE1008
XG180IF/200IF
XG180IF/200IF
一般結構用鋼
GB/T912-1989
Q195
JISG3101
SS330
用於建築、橋樑、船舶、車輛等一般構建
Q235B
SS400
SS400
SS490
ASTMA36
SS540
尺寸，外形重量及允許偏差
厚度（mm）
寬度（mm）
長度（mm）
卷內徑（mm）
1.5～4.0
800～1600
2000～2500（或C）
Φ580
鋼板和鋼帶的厚度允許偏差應符合表2的規定。
表2
公稱厚度（mm）
厚度公差(mm)
切片後寬度方向
厚度偏差（mm）
切片後軋制方向
厚度偏差（mm）
＞1.5-2.6
±0.10
≤0.05
≤0.05
＞2.6-3.0
±0.12
≤0.05
≤0.05
＞3.0-4.0
-0.17～+0.12
≤0.05
≤0.05
1.3鋼板的不平度不得大於12mm。不平度測量單位長度為1000mm.
1.4鋼板和鋼帶的鐮刀彎每2米不得大於4mm。
1.5鋼板和鋼帶的寬度公差應符合下表的規定。
寬度允許偏差（mm）
厚度範圍（mm）
＞2.0-2.8
＞2.8-3.5
切邊
0~+3
0~+5
不切邊
+20（目標值+10）
1.6鋼卷頭尾溢出邊應不大於40mm,中部溢出邊、塔形高度應不大於30mm.
1.7每卷鋼卷重量應為5－25噸。
力學性能
公稱厚度
屈服強度(Mpa)
抗拉強度(Mpa)
伸長率A50mm%
180度彎曲試驗
＞1.5-2.5
≤290
≥310
≥38
D=0a
＞2.5-3.0
≤290
≥300
≥38
D=0a
＞3.0-4.0
≤290
≥300
≥40
D=1/2a
說明：1、表中所列拉伸試驗、彎曲試驗適用於縱向試樣
2、拉伸試驗採用L0=50mm，b=25mm試樣
3、彎曲試驗取樣方案應該按照JISZ2204的3號試樣進行，試驗方法應該按照JISZ2248進行
4、硬度試驗按照JISZ2245的規定執行
5、硬度HRB目標值為60±8。質保書中提供實際值，但不作為驗收要求。
3.3表面質量
3.3.1鋼板或鋼帶表面不允許有夾雜、裂紋、鏽蝕等對使用有害的缺陷，不允許有停車斑。允許有不影響成型性能的缺陷，如輕微無手感的擦傷、酸洗後的淺黃色薄膜、輕微的麻點、劃傷、輥印和壓痕、色差和輕微無手感的折皺等。
3.3.2由於鋼帶沒有機會將缺陷切除，允許帶缺陷交貨，但缺陷部分不超過鋼卷總長度的6%。
3.3.3塗油指鋼板表面塗有具有一定防鏽性能的靜電防鏽油，塗油分輕塗油、中塗油、重塗油，由需方在契約中指明。塗油產品在正常的運輸、存儲等情況下供方應保證3個月內無鏽蝕。
參考書目
The Metals Society,Flat Rolling,London,1979.

配圖

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